API 架構風格是如何演進的?
隨著軟件架構的發展,支持系統之間通信的API風格也在不斷演變。SOAP、REST、GraphQL和RPC是四種流行的API架構風格,各自提供了獨特的數據交換方式,且均為滿足特定需求而出現。
圖片
01 SOAP(簡單對象訪問協議)
SOAP 是最早的 API 標準之一,于上世紀90年代末開發,主要用于支持企業環境中復雜且高度結構化的數據交換。SOAP 是協議而非風格,它定義了嚴格的消息格式、安全性(通過WS-Security)和錯誤處理規范。SOAP 依賴 XML 格式,并能在 HTTP、SMTP 等協議上運行。SOAP 的嚴格標準提供了高可靠性和安全性,適用于金融、支付系統等需要高安全性的應用場景。
然而,SOAP 的復雜性和冗長性使其在輕量級、基于 Web 的應用中不夠靈活。隨著時間推移,SOAP 逐漸被更簡單、靈活的替代方案取代,但在遺留系統和企業環境中仍然被廣泛使用。
02 REST
REST 由 Roy Fielding 于 2000 年代早期提出,是一種更靈活的架構風格。與 SOAP 不同,REST 不是協議,而是一套指導 API 設計的原則。RESTful API 使用 HTTP 方法(GET、POST、PUT、DELETE)來將 CRUD 操作(創建、讀取、更新、刪除)映射到資源上,這些資源通過 URL 表示。
REST 提供了極大的簡潔性和靈活性,使其易于使用,非常適合 Web 應用。它支持不同的數據格式(如 JSON、XML 等),其中 JSON 因其可讀性和輕量特性而被廣泛采用。REST 的無狀態性和對 HTTP 的遵循使其便于擴展,但有時會導致數據的過度獲取或不足獲取,因為客戶端通常會獲取到比所需更多或更少的數據。盡管存在這些限制,REST 憑借易于實現和廣泛的 HTTP 支持成為 Web API 的實際標準。
03 GraphQL
GraphQL 由 Facebook 于 2012 年開發,旨在解決 REST 的一些局限性,它允許客戶端在一次請求中精確地指定所需的數據。GraphQL 不像固定的資源端點,而是提供了一種靈活的查詢系統,客戶端可以請求具體的字段和關系。
GraphQL 通過防止數據的過度獲取和不足獲取提高了效率,特別適用于數據需求復雜的應用,如帶寬和性能關鍵的移動應用和單頁應用。然而,GraphQL 在服務器實現、緩存和性能優化方面引入了額外的復雜性。GraphQL 本質上是有狀態的,這可能會影響某些場景的可擴展性。
04 RPC(遠程過程調用)
RPC 是最早的通信協議之一,允許客戶端像在本地一樣在遠程服務器上執行函數(或過程)。RPC 可采用 JSON-RPC、XML-RPC 或 Protocol Buffers(如gRPC)等格式,通常用于簡單快速的場景。
與更偏向資源的 REST 和 GraphQL 不同,RPC 是面向動作的,將端點視為可調用函數。gRPC 是由 Google 開發的一種RPC框架,利用 HTTP/2 和 Protocol Buffers 來實現高性能、低延遲的通信,非常適合微服務架構。然而,RPC 的緊耦合方式降低了靈活性,使 API 版本管理更加復雜。
05 如何選擇合適的風格
API 風格根據對簡單性、性能、靈活性和開發效率的需求而不斷演進。在SOAP、REST、GraphQL 和 RPC 之間的選擇取決于應用的具體需求:
- SOAP 仍適用于需要嚴格安全性和事務性的應用。
- REST 是多用途的標準,適合多數Web應用,平衡了簡單性和靈活性。
- GraphQL 適合數據需求復雜且高效數據提取至關重要的應用。
- RPC/gRPC 在高性能的內部微服務架構中非常有效。
在現代軟件中,通常會根據應用不同部分的需求結合使用這些風格。每種風格都有其優勢,理解它們可以幫助開發者為 API 策略選擇最佳工具。